Частотно-модулированный кварцевый генератор

СОЮЗ СОВЕТСНИХщииюманиРЕСПУБЛИН 19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОтнРытии ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Харьковский ордена Ленина авиационный институт имН.Е.Жуковского(56) 1. Авторское свидетельство СССРк 623246, кл. Н 03 В 5/32, 1976(54) (57) ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫЙКВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР по авт.св,У 623246, отличающийсятем, что, с целью расширения диапазона частот выходного сигнала в сторонууменьшения при одновременномувеличении диапазона перестройкичастоты, между базой и эмиттером транзистора усилителя введена последовательная О -цепь, а кварцевый резонатор одной из частотозадающихцепей выполнен двухчастотным.Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в качестве источника частотно-модулированных колебаний в системах передачи информации или измерительной технике.По основному авт. св. У 623246известен частотно-модулированный кварцевый генератор, содержащий усилитель на транзисторе, между кол О лектором и эмиттером, а также между базой и эмиттером которого включены фазирующие конденсаторы, а в цепь эмиттера включен нагрузочный 1 С-контур, а также две частотозадающие 15 цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных кварцевого резонатора и варикапа, точка соединения которых через соответствующие резисторы подключена к источ. 20 нику управляющего сигнала, при этом одна из частотозадающих цепей включена между базой транзистора и шиной источника питания, другая частотозадающая цепь подключена между ба зой транзистора и шиной источника смещения, причем варикапы подсоединены к шинам источников питания и смещения разноименными электродами Г 13. ЗООднако в известном частотно-модулированном кварцевом генераторе относительно узок диапазон частот выходного сигнала и диапазон перестройки частоты вследствие того, что минимально возможная частота выходного (разностного) сигнала ограничена величиной резонансных промежутков кварцевых резонаторов, а снижение частоты путем использования 4 О высокодобротных кварцевых резонаторов с малыми резонансными промежутками приводит к уменьшению диапазона перестройки частоты.Цель изобретения - расширение ди апазона частот выходного сигнала в сторону уменьшения при одновременном увеличении диапазона перестройки частоты.Цель достигается тем, что в час О тотно-модулированном кварцевом генераторе, содержащем усилитель на транзисторе, между коллектором и эмиттером, а также между базой и эмиттером которого включены фазирующие 55 конденсаторы, а в цепь эмиттера включен нагрузочный С -контур, а также две частотозадаюшие цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных кварцевого резонатора и варикапа, точка соединения которых через соответствующие резисторы подключена к источнику управляющего сигнала, при этом одна из частотозадающих цепей включена между базой транзистора и шиной источника питания, другая частотозадающая цепь подключена между базой транзистора и шиной источника смещения, причем варикапы подсоединены к шинам источников питания и смещения разноименными электродами, между базой и эмиттером транзистора усилителя введена последовательная РС-цепь, а кварцевый резонатор одной из частотозадающих цепей выполнен двухчастотным.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого частотно-модулированного кварцевого генератора.Частотно-модулированный кварцевый генератор содержит усилитель 1 на транзисторе 2, фазирующие конденсаторы 3 и 4, нагрузочный .С -контур 5, частотозадающие цепи 6 и 7, каждая из которых состоит из последовательно соединенных кварцевого резонатора 8(9) и варикапа 10(11), резисторы 12 и 13, источник 14.управляющего сигнала, шину источника 15 питания, шину источника 16 смещения, последовательную 1 С -цепь 17.Частотно-модулированный кварцевый генератор Работает следующим образом.Кварцевый резонатор 9 выполнен двухчастотным и работает на основной моде и ближайшей интенсивной ангармонической моде либо на двух интенсивных ангармонических модах.При этом имеется практическая возможность получать как требуемый разнос частот между .основным и ближайшим ангармоническим либо двумя ангармоническими резонансами кварцевого резонатора, так и требуемые добротности основного и ангармонических резонансов путем изменения геометрии пьезоэлемента и электродов кварцевого резонатора, а также имеется возможность раздельной подстройки указанных частот путем допыления материала электродов или снятием части его.+ ГГ . (1) ания наиболь- г ления ко шей по в Гр испо устройст резонанс вблизи ч тнои частот чине ра и в известном йС -контур 5, оторого лежит ьэуется, кае, нагрузочая частота нияизкоЗО тоты 1 р 1. Для ранзистора комбинационГР 2 одав Е рр (10 2 боле ных ко на входчастотнчастот нии послеетрыя из3 ГРР введена епь 17. Пара епи выбирают довательная С -ц элементов этой ц условии н 745ора=,дГ (5 ерест ыпол рое овательной 1базойноситемый(6 Гр а 2,ределяирующего Т м образом, а естройки час олютный диапаты в четыре ра. В генераторе возоуждаются колеоания некратных частот Гблизких к собственным резонансным частотам кварцевых резонаторов 8 и 9. При фэтом резонансные частоты двух- частотного кварцевого резонатора 9 близки к частотам 2 и УЗ, а резонансная частота одночастотного кварцевого резонатора 8 близка к частоте Г (при э том Г 4 ( Г 2 ( Г ) . Устойчивость асинхронного режима обеспечивается выбором параметров кварцевых резонаторов 8 и 9, при которых их резонансные промежутки не перекрываются, и подавлением на входе нелинейного активного элемента-транзистора 9 разностных комбинационных составляющих частот.кВ/10; (2)Г С,7 сопротивление и емкость резистора и ко денсатора 1 С -цепи 1 сопротивление резист нижнего плеча делител;., обеспечивающего смещение транзистора 2; С- емкость фаэирующего конденсатора предположении, что Гр ение условий приводит о сопротивление после-цепи 17, включенной и эмиттером транзисто емкостной характер, о основном емкостью факонденсатора 4, на частотах Г - Г 5кварцованных колебаний, и, кроме того,сопротивление этой цепи носит активный характер и более чем на порядок 5 меньше сопротивления Я резисторанижнего плеча делителя, обеспечивающего смещение транзистора 2,Таким образом, введение последовательной 1 -цепи 17 практически не 10 влияет на фазовые условия возбуждения частот Г - Г и подавляет неменее чем на порядок амплитуды колебаний частот Гд, Грг и Грр на входетранзистора 2, тем самым обеспечи вая устойчивость трехчастотного режима асинхронных колебаний.На конденсаторе нагрузочногоЮ -контура 5 эффективно выделяютсяколебания частот Грр, ГР 2, Гр и 20 ГР при условии Колебание частоты ГР эффективно выделяется включением на выходе частотно-модулированного кварцевого генератора простого 1 С -фильтра нижних частот при условии Таким образом, в предлагаемом частотно-модулированном кварцевом генераторе возможно получать выходные частоты гораздо меньше, чем резонансные промежутки кварцевых резонаторов 8 и 9.Поскольку одночастотный кварцевый резонатор 8, резонансная частота которого близка к частоте , включен в цепь с варикапом 10, двухчастотный кварцевый резонатор 9, резонансные частоты которого близки к частотам Г 4 и Г, включен в цепь с варикапом 11, а варикапы 10 и 11 управляются управляющим напряжением в разные стороны, то перестройку ь Грр частоты Грр с учетом (1) можно записатьЗаказ 5774/41 Тираж 862 Подписное ВНИИПИ Государственного комитетв СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 за может превосходить диапазоны перестройки кварцованных чаСтот ЕЛ - ЕЗ и в два раза диапазоны перестроек частот Ерл и Ер,В свою очередь, вариации (температурные, режимные, шумовые)йе 61,Я частот ГЛ - Г компенсируются в частоте 3 рр.: при условии, которое с учетом (1) принимает видИрр 6 йл + 6 Гв -, 2 Я 2 = 0бЛ + фь 2(2, (7) Выполнение кварцевого резонатора9 двухчастотным можно осуществитьгакже параллельным соединением двухвухэлектродных резонаторов, наборомвух кварцевых резонаторов .в пакет,изготовлением двух акустически развязанных резонаторов на одной пьезокварцевой пластине переменной толщины.Частота Гру выходного колебания5 предлагаемого частотно-модулированного кварцевого генератора может бытьна несколько порядков меньшей, чемчастоты Гр и ХР 2, возможности уменьшения которых ограничены резонансными промежутками кварцевых резонаторов. Диапазон перестройки частотыможет быть в 2 раза больше, чем начастотах Калили Ерд.,Кроме того, предлагаемый частотно-модулированный кварцевый автогенератор обеспечивает более высокуютемпературную стабильность выходного сигнала,